虚拟基类是为解决多重继承而出现的。
 
以下面的一个例子为例:
#include <iostream.h>
#include <memory.h>
class CA
{
int k; //如果基类没有数据成员,则在这里多重继承编译不会出现二义性
public:
void f() {cout << "CA::f" << endl;}
};
class CB : public CA
{
};
class CC : public CA
{
};
class CD : public CB, public CC
{
};
void main()
{
CD d;
d.f();
}
当编译上述代码时,我们会收到如下的错误提示:
error C2385: 'CD::f' is ambiguous
即编译器无法确定你在d.f()中要调用的函数f到底是哪一个。这里可能会让人觉得有些奇怪,命名只定义了一个CA::f,既然大家都派生自CA,那自然就是调用的CA::f,为什么还无法确定呢?
这是因为编译器在进行编译的时候,需要确定子类的函数定义,如CA::f是确定的,那么在编译CB、CC时还需要在编译器的语法树中生成CB::f,CC::f等标识,那么,在编译CD的时候,由于CB、CC都有一个函数f,此时,编译器将试图生成这两个CD::f标识,显然这时就要报错了。(当我们不使用CD::f的时候,以上标识都不会生成,所以,如果去掉d.f()一句,程序将顺利通过编译)
要解决这个问题,有两个方法:
1、重写函数f():此时由于我们明确定义了CD::f,编译器检查到CD::f()调用时就无需再像上面一样去逐级生成CD::f标识了;
此时CD的元素结构如下:
|CB(CA)|
|CC(CA)|
故此时的sizeof(CD) = 8;(CB、CC各有一个元素k)
2、使用虚拟继承:虚拟继承又称作共享继承,这种共享其实也是编译期间实现的,当使用虚拟继承时,上面的程序将变成下面的形式:
#include <iostream.h>
#include <memory.h>
class CA
{
int k;
public:
void f() {cout << "CA::f" << endl;}
};
class CB : virtual public CA //也有一种写法是class CB : public virtual CA
{ //实际上这两种方法都可以
};
class CC : virtual public CA
{
};
class CD : public CB, public CC
{
};
void main()
{
CD d;
d.f();
}
此时,当编译器确定d.f()调用的具体含义时,将生成如下的CD结构:
|CB|
|CC|
|CA|
同时,在CB、CC中都分别包含了一个指向CA的虚基类指针列表vbptr(virtual base table pointer)(虚基表指针),其中记录的是从CB、CC的vbtable的首地址(vbptr)到CA的元素之间的偏移量。此时,不会生成各子类的函数f标识,除非子类重写了该函数,从而达到“共享”的目的(这里的具体内存布局,可以参看钻石型继承内存布局,在白杨的那篇文章中也有)(VS2010中,在Project Properties->C++->Command Line->Additional Options里面加上/d1reportSingleClassLayoutX,可以查看类X的对象布局)。
也正因此,此时的sizeof(CD) = 12(vbptrCB + vbptrCC + sizoef(int))(32位机中指针占4个字节);
另注:
如果CB,CC中各定义一个int型变量,则sizeof(CD)就变成20(两个vbptr + 3个sizoef(int)
如果CA中添加一个virtual void f1(){},sizeof(CD) = 16(vfptrCA +vbptrCB + vbptrCC + sizoef(int));
再添加virtual void f2(){},sizeof(CD) = 16不变。原因如下所示:带有虚函数(大于等于1个)的类,其内存布局上包含一个指向虚函数列表的指针(vfptr)(虚函数表指针),这跟该类有几个虚函数无关。
 
 
引用:
1. 虚继承_百度百科  http://baike.baidu.com/link?url=Q-BGdH5Cs5CtDRti1VaDPOI5ws1pVK4INmwGXp4NYrUWQ4xSMdgTu5CAmEBg9YMeA-Npeg3QiOthoIpSmVmlyK#2_1
 
实例:
1. 多继承的困惑:
#include <iostream.h>
#include <memory.h> #if 1
#define VIRTUAL virtual
#else
#define VIRTUAL
#endif class CA
{
int k; //如果基类没有数据成员,则在这里多重继承编译不会出现二义性
public:
VIRTUAL void f() {cout << "CA::f" << endl;} //不论基类的方法是否是虚函数,子类继承后都会有他的实例。
};
class CB : public CA
{
};
class CC : public CA
{
};
class CD : public CB, public CC
{
}; int main(void)
{
CD d;
d.f();
return ;
}
/*
test.cpp:29: error: request for member ‘f’ is ambiguous
*/

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